Перейти к содержимому

Урок 29. Регулятор: П, И, Д

Класс8
МодульАвтоматизированные системы
Тема урокаРегулятор: П, И, Д
Урок29 из 34, 45 минут

Целеполагание

Цель урока: создать условия, при которых ученик объясняет составляющие ПИД-регулятора на примере удержания скорости мотора.

Планируемые результаты

Личностные: понимает, что за точность регулирования платят сложностью настройки.

Предметные — ученик:

  • объясняет, что делает каждая составляющая: П — ошибка, И — накопленная ошибка, Д — скорость изменения;
  • сравнивает П и ПИ-регулятор скорости мотора под нагрузкой.

Метапредметные:

  • регулятивные: сверяет результат практики с вопросом урока;
  • познавательные: сравнивает по графикам;
  • коммуникативные: формулирует ответ и выслушивает другие версии.

Инструментальный блок

Задачи урока

  1. Ответить на вопрос урока: «Как он узнаёт, сколько добавить газа?»
  2. Выполнить задание: графики П и ПИ под нагрузкой.
  3. Проверить результат: графики П и ПИ под нагрузкой сняты.

Тип урока: изучение нового с практической частью.

Учебно-методический комплекс

  • Оборудование: учебная платформа с энкодерами, компьютер.
  • Источники информации:
  • Дидактическое сопровождение: задание двух уровней и критерии оценивания (ниже).

Задание

Базовый уровень. Графики П и ПИ под нагрузкой.

Повышенный уровень. Подобрать Ki без перерегулирования.

Организационно-деятельностный блок

Основные понятия: ПИД-регулятор, уставка, статическая ошибка, перерегулирование.

Межпредметные связи: математика — сумма и разность.

Организация пространства и формы работы: фронтальная — вопрос, разбор, итог; парная — практика. Рабочие места пар, демонстрационный стол учителя; трасса или поле на полу.

Ход урока

ЭтапМинДеятельность учителяДеятельность учеников
Вопрос урока5Круиз-контроль держит 60 км/ч в гору. Как он узнаёт, сколько добавить газа?Предполагают.
Разбор12П — поправка по текущей ошибке, И — по накопленной, Д — по скорости её изменения. ПИД стоит в круиз-контроле, нагревателе 3D-принтера, полётном контроллере. Чайник и утюг — релейные.Записывают, какую ошибку убирает каждая составляющая.
Практика18Раздаёт скетч удержания скорости мотора с переключением П / ПИ и выводом графика.Задают скорость, притормаживают колесо ластиком, записывают графики П и ПИ.
Проверка6Просит показать статическую ошибку на графике П-регулятора.Показывают, где скорость не дотягивает до уставки.
Итог и рефлексия4Что убирает И-составляющая и чем за это платим?Отвечают: статическую ошибку; перерегулированием.

Оценивание

  • графики П и ПИ под нагрузкой сняты;
  • на графике показана статическая ошибка П-регулятора;
  • примеры релейных и ПИД-систем названы верно.

Безопасность

  • На ходу колёса и шестерни руками не трогают. Программу заливают, когда платформа стоит на подставке колёсами вверх.